甄艷杰 郭童林 趙雨薇 沈麗霞

河北北方學(xué)院藥學(xué)系，張家口，075000，中國

阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）是一種起病隱匿的漸進(jìn)性發(fā)展的神經(jīng)退行性疾病。早期主要表現(xiàn)為記憶力下降，隨著病程進(jìn)展逐漸失去生活自理能力。我國作為老齡化現(xiàn)象較為嚴(yán)重的人口大國，患AD 的老年人在逐年增多。AD 難以預(yù)防和治愈，給老年人及其家屬和社會(huì)帶來了嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，到2050 年阿爾茨海默病患病人數(shù)為2015 年的2.35 倍，如果沒有相應(yīng)的有效預(yù)防措施，中國阿爾茨海默病患病人數(shù)在未來30 年將大幅增長［1］。目前發(fā)現(xiàn)主要有兩種AD 的病理學(xué)特征，一種是β淀粉樣蛋白（β-amyloid，Aβ）導(dǎo)致的細(xì)胞外的老年斑塊（senile plaque，SP）形成，另一種是tau 高度磷酸化導(dǎo)致的細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)元纖維纏結(jié)（neurofibrillary tangle，NFT）［2］。AD 發(fā)病機(jī)制尚不能確定，臨床上缺乏能夠減少神經(jīng)元死亡和延緩疾病進(jìn)程的藥物［3］。越來越多的證據(jù)表明，線粒體在幾種年齡相關(guān)的疾病中發(fā)揮了很大的作用，主要包括血管疾病、癌癥、糖尿病、神經(jīng)退行性疾病和遺傳性線粒體疾病等［4］。線粒體是一種對(duì)細(xì)胞的生存和死亡至關(guān)重要的細(xì)胞器，可根據(jù)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能的需求迅速改變它們的形狀，線粒體的一些特點(diǎn)反應(yīng)其內(nèi)共生起源主要有雙層膜結(jié)構(gòu)、環(huán)狀基因組及線粒體特異性轉(zhuǎn)錄、翻譯和蛋白裝配系統(tǒng)。線粒體可執(zhí)行功能包括：ATP 的產(chǎn)生，細(xì)胞內(nèi)鈣調(diào)節(jié)，改變細(xì)胞的氧化還原化，釋放蛋白質(zhì)激活Caspase 家族的蛋白酶及自由基清除等細(xì)胞功能［5］。

雌激素最初被認(rèn)為具有調(diào)節(jié)機(jī)體的發(fā)育、生長、生殖等功能。有發(fā)現(xiàn)雌激素可能直接或間接影響線粒體功能，βE2通過結(jié)合在線粒體F0F1-ATPase 的一種寡霉素敏感蛋白（oligomycin sensitivity conferring protein，OSCP）亞單位而抑制其功能［6］，雌激素替代治療能夠降低AD 的發(fā)生率，然而治療的同時(shí)也會(huì)增加卵巢癌，乳腺癌和其他心腦血管疾病的患病風(fēng)險(xiǎn)。植物雌激素（phytoestrogen，PE）來源于植物，結(jié)構(gòu)和17β-雌二醇相似，是指某些能結(jié)合并激活哺乳類動(dòng)物及人類的雌激素受體（estrogen receptor，ER）。PE 與ER 結(jié)合，表現(xiàn)弱雌激素作用，也可通過競爭性抑制對(duì)靶細(xì)胞產(chǎn)生抗雌激素作用，具有雙向性，能夠改善神經(jīng)元細(xì)胞存活率，稱為選擇性雌激素受體調(diào)節(jié)劑（selective estrogen receptor modulators，SERMs）。SERMs 與其自身結(jié)構(gòu)、細(xì)胞內(nèi)不同雌激素受體亞型的表達(dá)、靶基因啟動(dòng)子結(jié)構(gòu)及細(xì)胞內(nèi)不同信號(hào)通路的轉(zhuǎn)導(dǎo)等相關(guān)［7］?，F(xiàn)有研究表明選擇能夠特異性激活ER 的SERMs 在未來治療AD 中是一種安全有效的方法。

1 雌激素、雌激素受體與植物雌激素

雌激素是一種由膽固醇通過復(fù)雜的代謝途徑主要由卵巢合成的固醇類激素，主要包括雌二醇（estradiol，E2）和雌酮（estrone，E1）及其代謝產(chǎn)物雌三醇（estriol，E3），其中E2 的生物活性最強(qiáng)。流行病學(xué)研究表明，雌激素在AD 發(fā)病中起著神經(jīng)保護(hù)作用［8］。雌激素可通過多種途徑發(fā)揮對(duì)神經(jīng)元的保護(hù)作用，包括：增加神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，促進(jìn)軸突生長［9］；拮抗Aβ的毒性并減少其沉積，保護(hù)神經(jīng)元；對(duì)抗細(xì)胞凋亡基因表達(dá)，阻止細(xì)胞凋亡［10］；維持細(xì)胞內(nèi)Ca2+的平衡，緩解神經(jīng)元退變的進(jìn)程；抑制核轉(zhuǎn)錄因子所導(dǎo)致的炎癥反應(yīng)；保護(hù)海馬內(nèi)突觸結(jié)構(gòu)［11］等。

雌激素的作用通過雌激素受體介導(dǎo)，ER 是一類由配體激活的鋅指結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)錄因子，屬于核受體超家族甾體受體分支，雌激素受體在動(dòng)物和人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中分布廣泛，兩者的表達(dá)并不完全一致，ERα主要在下丘腦中表達(dá)，大腦皮質(zhì)、小腦和海馬以ERβ表達(dá)為主［12］。

植物雌激素本身不是雌激素，因其與動(dòng)物雌激素結(jié)構(gòu)類似，均含有雜環(huán)酚羥基，其通過與動(dòng)物雌激素受體以低親和度結(jié)合而發(fā)揮弱的雌激素樣作用，故稱為植物雌激素。植物雌激素是一類來源于植物的化合物，它們在結(jié)構(gòu)和功能上與雌激素相似，在植物中常以糖苷的形式存在，進(jìn)入體內(nèi)可與體內(nèi)的ER 結(jié)合，發(fā)揮雌激素樣作用，在預(yù)防和治療癌癥、心臟病、絕經(jīng)癥狀、骨質(zhì)疏松癥和改善認(rèn)知能力方面發(fā)揮著重要作用［13］。PE可結(jié)合體內(nèi)的雌激素受體，在體內(nèi)具有雙重調(diào)節(jié)作用，即一方面在體內(nèi)雌激素水平較低時(shí)，可與ER 結(jié)合發(fā)揮雌激素樣作用；另一方面在體內(nèi)雌激素水平較高時(shí)，PE競爭性與ER 結(jié)合，占據(jù)ER 結(jié)合部位，阻止了強(qiáng)活性的內(nèi)源性雌激素與ER 的結(jié)合，PE 有效地減弱了靶細(xì)胞對(duì)雌激素的應(yīng)答，產(chǎn)生拮抗雌激素的作用［14］。

2 植物雌激素分類及藥理作用

2.1 植物雌激素的分類

植物中的一些物質(zhì)具有雌激素樣作用早在1926年就有人報(bào)道。至今已發(fā)現(xiàn)幾百種之多，然而作為一些植物食品來源的卻不多，最為常見的為大豆異黃酮和木酚素植物雌激素。PE 根據(jù)化學(xué)結(jié)構(gòu)主要分為4 大類：黃酮類、香豆素類、木脂素類以及二苯乙烯類。黃酮類主要包括黃酮、異黃酮、二氫黃酮、查耳酮、黃酮醇等，其中以異黃酮為主，主要存在于豆科植物中，故也稱“大豆異黃酮”，代表性中藥有葛根、黃芪、虎杖、黃芩等；香豆素類可以分為簡單香豆素、呋喃香豆素、吡喃香豆素和異香豆素等，主要中藥有補(bǔ)骨脂、蛇床子、茵陳、白芷等；木脂素類主要見于亞麻、谷類、一些含油種子、水果和蔬菜中，中藥連翹、五味子、厚樸等均含有此類成分；二苯乙烯類化合物廣泛存在于高等植物中，在葡萄和花生中含量較高［15］。

2.2 植物雌激素的藥理作用

隨著對(duì)植物雌激素的深入研究，PE 的藥理作用也越來越多的被人們發(fā)現(xiàn)，對(duì)PE 的藥理功能的研究，將有助于植物雌激素類成分在阿爾茨海默病中發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的繼續(xù)研究。

植物雌激素可以通過多種機(jī)制發(fā)揮抗癌作用。沈麗霞［16］等采用體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，研究金雀異黃素（genistein，Gen）和槲皮素（quercetin，Que）對(duì)與雌激素依賴性乳腺癌細(xì)胞增殖的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)Gen 和Que 在一定劑量范圍內(nèi)通過ER 介導(dǎo)能夠促進(jìn)T47D 和MCF-7細(xì)胞的增殖，而對(duì)雌激素受體陰性MDA-MB231 細(xì)胞未見增殖作用。體內(nèi)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，給予新生雌性小鼠染料木黃酮后暴露在致癌物質(zhì)中，小鼠患癌癥的潛伏期延長，誘發(fā)乳腺癌的發(fā)病率也有所降低［17］。隨后Barnes等［18］的研究也與上述結(jié)果一致。眾多研究發(fā)現(xiàn)PE 可以有效地抑制腫瘤發(fā)生和癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移，抑制多種癌細(xì)胞的增殖。

植物雌激素對(duì)心血管疾病的具有一定保護(hù)作用。Figtree 等［19］研究證實(shí)，染料木黃酮、雞豆黃素A 等可劑量相關(guān)地舒張由K+引起的冠狀動(dòng)脈環(huán)收縮。

植物雌激素可治療婦女絕經(jīng)癥狀。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，采用隨機(jī)、雙盲實(shí)驗(yàn)，選擇潮熱日發(fā)生次數(shù)在7～15 次之間、異黃酮攝入量在34～75 mg·d-1范圍內(nèi)的婦女。結(jié)果異黃酮可使潮熱發(fā)生次數(shù)減少，猜測植物雌激素治療婦女絕經(jīng)癥狀可能與其雌激素樣作用有關(guān)［20］。

植物雌激素對(duì)神經(jīng)退行性疾病的保護(hù)作用。神經(jīng)退行性疾病是一組以原發(fā)性神經(jīng)元變性為基礎(chǔ)的慢性進(jìn)行性神經(jīng)系統(tǒng)疾病。該類疾病主要包括AD、帕金森病（Parkinson’s disease，PD）、Huntington 舞蹈?。╤untington disease，HD）、腦缺血缺氧所致神經(jīng)元變性［21-22］等。雌激素替代治療可防止AD 發(fā)生、延緩AD 發(fā)展，但隨著研究的深入預(yù)防激素治療致癌風(fēng)險(xiǎn)成為現(xiàn)今的熱點(diǎn)，能夠替代雌激素發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的植物雌激素是更好的選擇。植物雌激素與內(nèi)源性雌激素相似，能夠進(jìn)入大腦內(nèi)的親脂性環(huán)境［23］。通過抑制Caspase 酶級(jí)聯(lián)反應(yīng)和活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生而保護(hù)皮質(zhì)神經(jīng)元免受Aβ的毒性作用，且植物雌激素可能存在依賴或不依賴雌激素而達(dá)到神經(jīng)保護(hù)作用的途徑［24］。

3 阿爾茨海默病的致病機(jī)制

近年來，有關(guān)AD 的研究層出不窮，但其發(fā)病機(jī)制闡述尚不全面，隨著研究的逐步深入，越來越多的研究發(fā)現(xiàn)了阿爾茨海默病的各種致病機(jī)制。主要包括以下病因機(jī)制。

3.1 Aβ毒性學(xué)說

AD 的一項(xiàng)重要病理特征是腦內(nèi)存在大量老年斑，老年斑的主要成分是含39～42 個(gè)氨基酸殘基的Aβ。Aβ在腦內(nèi)位于細(xì)胞外，主要以Aβ40和Aβ42兩種形式存在，其中Aβ42含量雖低，但易于聚集為原纖維而沉積，從而形成彌漫性老年斑［25］。AD 患者大腦中Aβ異常表達(dá)，高濃度Aβ對(duì)已分化的、成熟的神經(jīng)元有毒性作用，其神經(jīng)毒性涉及復(fù)雜的分子機(jī)制。腦內(nèi)異常聚集的Aβ可激活補(bǔ)體，引起神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞異?；罨?。神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞異常活化后，能夠分泌補(bǔ)體、細(xì)胞因子等引起炎性反應(yīng)，損傷正常的神經(jīng)細(xì)胞，進(jìn)而會(huì)反饋導(dǎo)致Aβ的大量異常聚集［26］。Aβ自我積聚形成的各種寡聚體，具有神經(jīng)毒作用，會(huì)使正常突觸功能受損。

3.2 tau 蛋白異常修飾學(xué)說

tau 蛋白是微管相關(guān)蛋白組分之一，可以在微管間形成橫橋，維持并加強(qiáng)微管的穩(wěn)定性，誘導(dǎo)微管成束，微管相關(guān)蛋白和微管蛋白共同構(gòu)成微管，微管、微絲和中間絲組成細(xì)胞骨架，細(xì)胞骨架的主要功能是對(duì)細(xì)胞的機(jī)械支撐并參與軸漿運(yùn)輸［27］。過度磷酸化tau 蛋白異常積聚，形成神經(jīng)纖維纏結(jié)，是AD 的另一重要病理特征，異常磷酸化的tau 蛋白具有不可溶性，與微管親和力低，從而阻礙微管的組裝，導(dǎo)致神經(jīng)元骨架蛋白結(jié)構(gòu)異常和神經(jīng)元死亡［28］。

3.3 氧化應(yīng)激學(xué)說

氧化應(yīng)激是指機(jī)體在遭受各種有害刺激時(shí)，體內(nèi)高活性分子氧自由基產(chǎn)生過多，氧化程度超出氧化物的清除，氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡，從而導(dǎo)致組織損傷。目前認(rèn)為，活性氧損傷是引起AD 患者腦損傷的重要機(jī)制之一［29］。大量的研究證明氧化應(yīng)激在神經(jīng)退行性疾病的發(fā)病機(jī)制中起關(guān)鍵作用［30］。因?yàn)樗鼤?huì)破壞細(xì)胞和組織中的大分子，導(dǎo)致膜損傷、碎裂，甚至可導(dǎo)致DNA 片段化和脂質(zhì)過氧化誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡?；钚匝醣磉_(dá)水平升高，嚴(yán)重者內(nèi)質(zhì)網(wǎng)蛋白折疊功能受損，蛋白酶及自體吞噬介導(dǎo)的受損蛋白清除功能下降，促使Aβ和tau 蛋白積聚，導(dǎo)致AD 發(fā)生［31］。

3.4 炎癥學(xué)說

炎癥是人體的一種防御機(jī)制，是機(jī)體應(yīng)對(duì)損傷及感染等的病理過程。有研究表明，AD 患者及實(shí)驗(yàn)大鼠腦內(nèi)SP 附近的膠質(zhì)細(xì)胞聚集，進(jìn)而引發(fā)炎性因子聚集；這說明AD 的發(fā)病與部分炎癥反應(yīng)相關(guān)，更與AD 患者的病變過程有密切關(guān)系［32］。調(diào)節(jié)神經(jīng)炎癥反應(yīng)的主要細(xì)胞因子有p38 蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase，MAPK）、白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-6、IL-1、IL-8、腫瘤壞死因子α（tumor necrosis factor α，TNF-α）、核轉(zhuǎn)錄因子κB（nuclear factor κB，NF-κB）等，這些細(xì)胞因子水平升高會(huì)導(dǎo)致大腦神經(jīng)炎癥的發(fā)生，促使星形細(xì)胞及小膠質(zhì)細(xì)胞過度激活并產(chǎn)生有毒物質(zhì)，導(dǎo)致神經(jīng)元變性、凋亡［33］。

3.5 線粒體功能障礙學(xué)說

影響到線粒體功能的損傷被籠統(tǒng)地稱為“線粒體功能障礙”。神經(jīng)元有一套完整的質(zhì)量控制系統(tǒng)來保護(hù)線粒體免遭損傷。線粒體是絕大多數(shù)真核細(xì)胞內(nèi)存在的一種雙層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器，其主要功能除為細(xì)胞提供能量外，同時(shí)也參與調(diào)控細(xì)胞內(nèi)的鈣離子穩(wěn)態(tài)、各種第二信使的生成、參與調(diào)控細(xì)胞的凋亡等，其功能好壞很大程度上決定了細(xì)胞的存活［34］。正常的線粒體功能對(duì)神經(jīng)元非常重要。神經(jīng)元是高耗能細(xì)胞，也是高度分化的細(xì)胞，需要大量的ATP 來維持細(xì)胞膜內(nèi)外的離子濃度，從而維持正常神經(jīng)電位的傳播［35］。有效的線粒體運(yùn)輸及定位也非常重要，因?yàn)樯窠?jīng)元的不同部位對(duì)能量的需求不同。線粒體功能障礙是AD 發(fā)生發(fā)展過程中非常重要的機(jī)制之一，主要包括有：線粒體動(dòng)力學(xué)異常，線粒體呼吸鏈功能障礙，線粒體氧化應(yīng)激和DNA損傷，以及線粒體自噬異常等［36］。線粒體功能障礙學(xué)說認(rèn)為，線粒體與Aβ和tau 蛋白的沉積都有密切的關(guān)系，線粒體參與了AD 發(fā)病的起始過程。應(yīng)用活細(xì)胞成像對(duì)APP 轉(zhuǎn)基因小鼠的初級(jí)神經(jīng)元研究顯示線粒體質(zhì)量降低，線粒體軸突運(yùn)輸缺陷和突觸變性，從而導(dǎo)致線粒體和突觸障礙［37］。然而，在AD 患者中導(dǎo)致線粒體功障礙的機(jī)制及這種障礙在AD 患者發(fā)病中的作用仍需進(jìn)一步研究。

4 植物雌激素介導(dǎo)線粒體途徑發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的分子機(jī)制

目前探討植物雌激素對(duì)AD 神經(jīng)保護(hù)作用的研究集中在線粒體作用機(jī)制，線粒體在調(diào)節(jié)神經(jīng)元的生存和死亡方面扮演重要角色，植物雌激素介導(dǎo)線粒體途徑發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用的機(jī)制主要有：

4.1 線粒體自噬與AD

線粒體是細(xì)胞的能量中心也是重要的信號(hào)調(diào)控中心。線粒體穩(wěn)態(tài)維持對(duì)于細(xì)胞的正常生命活動(dòng)十分重要。近年來研究發(fā)現(xiàn)線粒體自噬通過細(xì)胞自噬方式選擇性的清除受損或多余的線粒體，用以控制細(xì)胞線粒體質(zhì)量的重要組成［38］。當(dāng)線粒體自噬機(jī)制障礙時(shí)，會(huì)導(dǎo)致線粒體功能下降，進(jìn)而會(huì)影響細(xì)胞穩(wěn)態(tài)并導(dǎo)致疾病發(fā)生，因此對(duì)線粒體自噬的分子機(jī)制和調(diào)控機(jī)制可能是未來對(duì)于AD 發(fā)病機(jī)制研究的關(guān)注點(diǎn)。

AD 病理特征為早期線粒體和突觸變性與線粒體淀粉樣蛋白累積和神經(jīng)元內(nèi)纖維纏結(jié)。線粒體在自噬中起著重要作用，目前認(rèn)為線粒體自噬可能是通過清除受損線粒體和運(yùn)走具有細(xì)胞毒性的Aβ，從而改善或抵制AD 的發(fā)生或發(fā)展，起到保護(hù)神經(jīng)元的作用。許多研究已表明，AD 中受損的神經(jīng)元經(jīng)歷線粒體功能障礙和早期發(fā)生的生物能量缺陷以促進(jìn)Aβ和tau 病理表達(dá)，而最近的研究表明，去除受損線粒體（線粒體自噬），自噬-溶酶體通路也在AD 發(fā)生中受損，導(dǎo)致功能失調(diào)的線粒體積聚增多，通過氧化損傷和細(xì)胞能量缺乏致線粒體自噬受損增加，從而引發(fā)Aβ和tau 異常積聚，進(jìn)而導(dǎo)致突觸功能喪失和認(rèn)知功能障礙的發(fā)生［39］。

趙秋振等［40］通過體外實(shí)驗(yàn)研究，提出川芎嗪可能通過降低細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度，防止細(xì)胞內(nèi)鈣超載，減輕由饑餓誘導(dǎo)的SH-SY5Y 細(xì)胞內(nèi)自噬反應(yīng)，抑制自噬過度誘發(fā)的程序性死亡，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。有研究表明，白藜蘆醇是從虎杖等提取的一種生物性很強(qiáng)的天然多元酚類物質(zhì)，其誘導(dǎo)自噬，上調(diào)LC3 和Beclin-1 的表達(dá)可能是其抗氧化、神經(jīng)保護(hù)作用及改善AD 動(dòng)物模型學(xué)習(xí)記憶能力的深層機(jī)制［41］。中藥復(fù)方也具有抑制過度自噬，保護(hù)神經(jīng)元的作用。以人參皂苷、石菖蒲揮發(fā)油成分為主的補(bǔ)氣開竅方對(duì)APP/PS1 轉(zhuǎn)基因的AD模型小鼠有改善學(xué)習(xí)記憶能力，減少Aβ水平，減少Beclin-1 表達(dá)，增加p-mTOR 表達(dá)的作用，其作用機(jī)制可能是通過抑制自噬來實(shí)現(xiàn)的［42］。

王晨等［43］在對(duì)APP 轉(zhuǎn)基因鼠海馬組織的研究中發(fā)現(xiàn)，生姜中的姜黃素能減輕神經(jīng)元損傷程度，改善學(xué)習(xí)記憶能力。這種神經(jīng)保護(hù)作用與增加海馬組織中 Beclin-1、LC3-Ⅱ表達(dá)，增強(qiáng)自噬，減輕Aβ負(fù)荷有關(guān)。絞股藍(lán)皂苷 XVⅡ是 Meng 等人從三七及絞股藍(lán)里提取出的一種新型的植物雌激素，它能下調(diào)APP 的產(chǎn)生，減輕Aβ毒性引起的自噬介導(dǎo)的程序性凋亡反應(yīng)，從而改善記憶能力［44］。Cao 等［45］提出芍藥苷通過自噬—溶酶體通路來改善Aβ導(dǎo)致神經(jīng)損傷細(xì)胞的程度，從而發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。梅崢嶸等［46］的研究表明，燈盞花素可以顯著提高谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性，降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量，提示其可能通過調(diào)節(jié)自噬通路，清除自由基，實(shí)現(xiàn)其抗氧化、抗凋亡的作用。遠(yuǎn)志提取物可能通過激活細(xì)胞AMPK/Raptor 通路，抑制了mTOR 和p70s6k 的活化，誘導(dǎo)自噬作用增強(qiáng)，增強(qiáng)的自噬途徑促進(jìn)細(xì)胞清除過多的Aβ，減少Aβ的分泌［47］。

綜上，線粒體自噬系統(tǒng)的崩潰會(huì)導(dǎo)致Aβ產(chǎn)生增多或清除障礙以及 Tau 蛋白磷酸化，從而促使 AD 的發(fā)生發(fā)展。植物雌激素介導(dǎo)線粒體自噬治療AD 的研究在不斷深入，未來將為治療AD 和尋找臨床治療藥物提供新的方向和思路。

4.2 線粒體途徑凋亡與AD

研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞凋亡之前線粒體膜的通透性增加，線粒體內(nèi)細(xì)胞色素C 釋放入胞漿，同時(shí)或之后線粒體跨膜電位崩潰，最后出現(xiàn)核酸酶的激活，細(xì)胞進(jìn)入不可逆的過程［48］。細(xì)胞凋亡使體細(xì)胞特別是具有重要功能的細(xì)胞如腦細(xì)胞數(shù)量減少，造成其組成的重要器官如腦皮層的萎縮等老年性病理過程。

凋亡大致分為：外源性凋亡、內(nèi)源性凋亡和T 細(xì)胞調(diào)節(jié)的凋亡；內(nèi)源性凋亡又稱為線粒體調(diào)節(jié)的凋亡，在內(nèi)源性途徑中，在各種細(xì)胞凋亡刺激因子的作用下，線粒體的完整性受到破壞，線粒體的通透性增加［49］。AD的重要病理特征，與患者認(rèn)知功能下降具有相關(guān)性，而神經(jīng)元丟失與細(xì)胞凋亡之間存在密切關(guān)聯(lián)。凋亡發(fā)生機(jī)制中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是由半胱氨酸蛋白酶家族和Bcl-2基因家族對(duì)細(xì)胞凋亡的調(diào)控［50］。天冬氨酸特異性半胱氨酸蛋白酶簡稱 Caspase 家族，由于具有自我活化功能并能相互激活，當(dāng)?shù)蛲鲞^程一旦啟動(dòng)，便呈級(jí)聯(lián)效應(yīng)放大［66］。

當(dāng)細(xì)胞受到某些凋亡刺激，如DNA 損傷、細(xì)胞周期阻滯等的因素刺激時(shí)，可導(dǎo)致線粒體膜腫脹、通透性增加，造成細(xì)胞色素C（cytochrome C，Cyt C）的釋放。Cyt C 是線粒體釋放的促凋亡蛋白，正常情況下存在于線粒體膜間隙，穩(wěn)定地結(jié)合于線粒體內(nèi)膜，不能通過外膜，當(dāng)細(xì)胞發(fā)生凋亡時(shí)Cyt C 的釋放導(dǎo)致線粒體外膜通透性增加［51］。線粒體在接受凋亡信號(hào)后釋放Cyt C 和其他凋亡因子，其中Cyt C 從線粒體中釋放出來是內(nèi)源性細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵步驟。細(xì)胞受到外界刺激時(shí)，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)Ca2+或活性氧濃度過高，引起線粒體外膜通透或Bax 從胞漿轉(zhuǎn)移至線粒體內(nèi)，進(jìn)而引起Cyt C 釋放至胞漿內(nèi)，并與凋亡蛋白酶激活因子1（apoptotic proteaseactivating factor-1，Apaf-1）和三磷酸腺嘌呤脫氧核苷酸（deoxyadenosine triphosphate，dATP）形成七聚體復(fù)合物即凋亡小體，激活Caspase-9 并引發(fā)Caspase 凋亡途徑，最終激活Caspase-3 并執(zhí)行凋亡［52］。

另有研究顯示橙皮苷、二氫槲皮素可以恢復(fù)線粒體膜電位、逆轉(zhuǎn)Cyt C 釋放［53-54］。二氫槲皮素也能通過Janus 激酶信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑抑制ROS 誘導(dǎo)的凋亡［55］。線粒體基質(zhì)中Ca2+水平的增加是強(qiáng)效的誘導(dǎo)劑，可引起線粒體內(nèi)膜中mPTP 的持續(xù)開放，觸發(fā)細(xì)胞凋亡［56］。

AMP 活化蛋白激酶（adenosine 5’-monophosphate(AMP)-activated protein kinase，AMPK）是細(xì)胞能量穩(wěn)態(tài)的主要調(diào)節(jié)因子，也是葡萄糖和脂質(zhì)代謝的核心參與者，AMPK 作為能量傳感器和調(diào)節(jié)器，在調(diào)節(jié)細(xì)胞能量穩(wěn)態(tài)中起著關(guān)鍵作用［57］。AD 腦中AMPK 活性降低，表明線粒體生物發(fā)生和功能下降。新出現(xiàn)的證據(jù)表明，AMPK 激活是一種潛在的目標(biāo)，可以改善參與AD 發(fā)病機(jī)制的紊亂腦能量代謝。AMPK 在AD 發(fā)病機(jī)制中的作用包括Aβ生成和tau 蛋白磷酸化［58］。AMPK 可以通過調(diào)節(jié)神經(jīng)元膽固醇和鞘磷脂水平并通過調(diào)節(jié)APP分布來調(diào)節(jié)Aβ的產(chǎn)生。AMPK 通過LKB1 復(fù)合物對(duì)Thr-172 的磷酸化作用響應(yīng)于AMP/ATP 比率的增加和鈣調(diào)蛋白依賴性蛋白激酶-β響應(yīng)于升高的Ca2+水平而激活，這有助于調(diào)節(jié)Aβ的產(chǎn)生［59］。

5 總結(jié)與展望

植物雌激素保護(hù)神經(jīng)元并維持線粒體結(jié)構(gòu)和功能完整性等作用的研究目前仍然亟待解決的問題，我們尚需繼續(xù)努力研究，以便更加深入了解植物雌激素對(duì)AD 神經(jīng)保護(hù)作用的可能機(jī)制。因此，進(jìn)一步明確植物雌激素介導(dǎo)線粒體途徑發(fā)揮對(duì)神經(jīng)元的保護(hù)作用，以及深入探討相關(guān)的作用機(jī)制將是未來研究的主要方向。雖然AD 的病因尚不清楚，但許多因素包括遺傳因素、飲食因素、雌激素水平降低、甲狀腺激素等似乎與AD 都有密切的關(guān)系，關(guān)于線粒體的研究進(jìn)展表明其在AD 中可能是個(gè)保護(hù)因素。線粒體功能的好壞可能影響Aβ的產(chǎn)生、分泌和清除，且其還將與Tau 蛋白的磷酸化狀態(tài)相互影響。因此，研究線粒體與AD 發(fā)病機(jī)制的關(guān)系以期為治療AD 提供方向及新思路。